硬质PVC微孔发泡材料一般有三种挤出发泡工艺.
⑴自由发泡: 自由发泡是熔体一离开口模就不受限制地自由膨胀, 经过一小段时间后, 再进入尺寸更大的定型装置. 自由发泡使挤出物的截面上全部形成泡孔, 通过冷却使表面泡孔的增长受到一定限制, 最后形成连续密度的, 表面硬质适中, 平滑的制品. 这种方法的优点是工艺简单, 适合于生产厚度为2~ 6mm, 几何形状简单, 表面无光泽的制品(如管材, 片材和几何形状简单的型材等).
⑵内部发泡法(inward-foaming): 结皮发泡法或称塞卢卡法(Celuka法). 采用一个特殊, 内有型芯的口模, 使塑化的物料分流, 定型装置与口模相连, 其外轮廓与口模相同. 当物料被送人口模前的定型套中时, 含有发泡剂的熔体一离开口膜就进入冷却定型套中, 在整个表面上经历快速的冷却, 从而阻止表层泡孔的形成和挤出物截面上的任何胀大. 从而在表面冷却形成皮层. 同时, 口模内的型芯使其在半成品中产生的空腔被其余熔体形成的泡沫物所填充, 即在内部发泡. 通过控制冷却强度, 可获得表层厚度在0.1~ 10mm, 制品壁厚大于6mm的制品. 该法可生产具有复杂断面形状的异型材, 制品具有表面光滑硬度高, 芯部区域密度低的特点. 另外, 将方法与方法①相结合, 可得到一面结皮, 而另一侧为自自由状态的产品.
⑶共挤出法(coextrusion): 通过一个组合机头, 采用两合出机分别挤出不发泡的表层和发泡的芯层, 可根据需要调整两层塑料的品种或配方, 使制品达到标准所要求的密度和尺寸. 国内生产的芯层发泡管大部分就是采用这种工艺生产的.
以上三种加工方法虽然在配方组成, 机头结构, 加工工艺等方面各有特点, 但如何在挤出过程中控制熔体的发泡行为和获得满意的泡孔结构则是挤出过程中共同的核心问题.
溶解在熔体中的 气体最终的成泡过程 实际上是在 熔体脱离机头口模后 '突然' 发生的. 熔体脱离口模后, 由于环境压力突降和温度的变化, 使溶入其中的气体处于过饱和状态, 气液两相分离, 在成核点上形成大量的微泡孔. 微泡孔不断吸收由周围熔体析出的气体而胀大, 最终因熔体冷却而定型. 气泡生长的大小取决于分解气体的饱和蒸气压和熔体本身的延展性及强度. 一方面, 在气体压力的作用下泡孔不断长大. 另一方面, 熔体强度和延展性的优劣将限制气泡的生长. 并决定是否发生破泡或并泡. 一旦气体向外的膨胀力与熔体因冷却而增大的黏弹力达到平衡, 则应立即冷却定型 , 保持泡孔结构, 防止塌泡发生. 在实际挤出发泡加工中, 形响发泡制品质量的关键因素是控制气泡的生成和增长, 使之形成细小均匀而又相互独立的泡孔结构.